CN115372709A - 一种功率器件动态导通电阻测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种功率器件动态导通电阻测量装置，该装置包括：高压输入电源电路、电感组件、控制信号输入电路、钳位电路和待测功率器件；高压输入电源电路正极经由电感组件连接待测功率器件漏极；控制信号输入电路输出端连接待测功率器件栅极；待测功率器件漏极与源极之间连接钳位电路，待测功率器件源极连接高压输入电源电路的负极；基于电感组件调节获得漏源极电流；测量待测功率器件在通断状态下漏源极电压；基于漏源极电流和漏源极电压确定动态导通电阻。本发明可以测试出功率器件在工作时动态导通电阻值的变化情况，测试得到的导通电阻信号干扰明显减少，精确度更高。

Description

一种功率器件动态导通电阻测量装置

技术领域

本专利属于电子电路技术领域，具体涉及一种功率器件动态导通电阻测量装置。

背景技术

动态导通电阻现象是功率器件特有的一种现象，动态导通电阻的测试工作很多，但并未形成系统的结论，现有技术只能静态测出功率器件的导通电阻值，测试得到的结果精确度较低，不能实时反馈功率器件开关过程中导通电阻的变化情况。因此，需要一种功率器件动态导通电阻测量装置。

发明内容

本发明提供了一种功率器件动态导通电阻测量装置，可以测试出功率器件在工作时动态导通电阻值的变化情况，测试得到的导通电阻信号干扰明显减少，精确度更高。

本发明提供了一种功率器件动态导通电阻测量装置，包括：高压输入电源电路、电感组件、控制信号输入电路、钳位电路和待测功率器件；高压输入电源电路正极经由电感组件连接待测功率器件漏极；控制信号输入电路输出端连接待测功率器件栅极；待测功率器件漏极与源极之间连接钳位电路，待测功率器件源极连接高压输入电源电路的负极；基于电感组件调节获得漏源极电流；测量待测功率器件在通断状态下漏源极电压；基于漏源极电流和漏源极电压确定动态导通电阻。

进一步地，所述钳位电路包括二极管D9、二极管D10、二极管D11、二极管D12、电阻R15、电阻R16；电阻R15、电阻R16并联后生成并联电阻组，该并联电阻组的一端与低压直流电源连接，该并联电阻组的另一端连接二极管D10的阳极；二极管D10的阴极连接二极管D9的阳极，二极管D9的阴极连接待测功率器件的漏极；二极管D11的阳极连接二极管D10的阴极；二极管D10的阴极连接二极管D12阴极，二极管D12阳极连接待测功率器件的源极；二极管D11的阴极连接二极管D10的阳极。

进一步地，当待测功率器件关断时，待测功率器件的漏源极电压为高压，二极管D9和二极管D10反向截止；当待测功率器件导通时，待测功率器件的漏源极电压V_DS(on)为低压，二极管D9和二极管D10导通；通过示波器精确测量出二极管D10阳极电压V_a和阴极电压V_b；计算电压V_a和电压V_b的差值得到实时动态电压差值V_f；计算电压V_b和实时动态电压差值V_f的差值得到导通电压变化值；通过示波器电流探棒检测经过电阻R10的电流，得到待测功率器件的漏源极电流I_DS；通过公式计算得到待测功率器件的动态导通电阻值；其计算公式为：

进一步地，所述高压输入电源电路包括高压直流输入电源、保险丝F1、电解电容EC1、电容C1-C5；高压输入电源的正极接保险丝F1的正极，保险丝F1的负极接一电容组的正极，该电容组由电解电容EC1、电容C1-C5并联组成，该电容组的负极连接高压输入电源的负极；保险丝F1和该电容组用于根据待测功率器件电阻的大小进行滤波。

进一步地，所述电感组件包括限流电阻、二极管D1和电感L1；所述高压输入电源电路的正极经保险丝F1后，连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接限流电阻的一端，限流电阻的另一端连接连接待测功率器件的漏极；电感L1的一端连接二极管D1的阴极，电感L1的另一端连接待测功率器件的漏极。

进一步地，所述控制信号输入电路，包括脉冲宽度调制信号发生器、电阻R2、电容C8、隔离式驱动器U1；所述脉冲宽度调制信号发生器的发射端经过电阻R2和电容C8滤波后，连接隔离驱动器U1；隔离驱动器U1连接待测功率器件；电阻R2的另一端连接电容C8的阳极，电容C8的阴极与隔离驱动器U1连接。

进一步地，还包括IC供电电路，用于为所述隔离式驱动器U1进行供电；所述IC供电电路包括IC供电电源、电容C10、电容C11、电容C12、电容C14、共模电感L2、隔离电源U3；IC供电电源的正极连接第一电容组的正极，该第一电容组由电容C10、电容C11并联组成，该第一电容组的负极连接IC供电电源的负极；该第一电容组与共模电感L2连接后，通过电容C12滤波后，连接隔离电源U3；隔离电源U3通过电容C14滤波后，为隔离驱动器U1供电。

进一步地，所述脉冲宽度调制信号发生器还接有反馈补偿电路，根据所述反馈补偿电路提供的反馈信号，调节脉冲宽度调制信号的占空比。

进一步地，还包括待测功率器件温度过热降温装置；所述待测功率器件温度过热降温装置包括温度传感器、温度控制器、半导体制冷器和计时器；所述温度传感器与待测功率器件相连；所述温度控制器、计时器和半导体制冷器依次相连后与待测功率器件相连；所述温度传感器，用于测量待测功率器件的温度，所述温度控制器用于接收温度传感器的温度数据，并产生控制信号，控制计时器和半导体制冷器对待测功率器件进行降温；

当温度控制器接收到的温度数据超出预设的温度范围上限值时，生成温度控制信号；控制计时器按照预设的第一时间周期开启倒计时，并控制所述半导体制冷器工作；

当计时器结束工作时，通过温度传感器再次采集待测功率器件的温度；当所述温度达到预设的温度范围内时，结束测温操作；当所述温度未达到预设的温度范围内时，继续通过温度控制器，控制计时器按照预设的第二时间周期开启倒计时，并控制所述半导体制冷器工作，直至温度达到预设的温度范围内为止；

进一步地，还包括参数调整测试确定模块，用于对动态导通电阻正式测量前，对影响待测功率器件导通电阻的相关参数进行测试，从而选出需要重要调整的参数；所述参数调整测试确定模块包括测试参数选定单元、测试参数筛选单元、测试参数调整值确定单元；

所述测试参数选定单元，用于将断态电压应力、断态电压应力持续时间、负载电流、开关频率和占空比作为待测功率器件导通电阻测量过程中的测试参数。

所述测试参数筛选单元，用于按照预设的参数变动数值，以及设定的测试次数，依次改变测试参数的数值，获得相对应的导通电阻的数值；根据所述导通电阻的数值的变化幅度，筛选出对导通电阻数值影响最大的参数；

所述测试参数调整值确定单元，对筛选出的参数设定若干调整数值，所述调整数值包括基准值、幅度调整上限值和幅度调整下限值、幅度调整值，依据所述调整数值进行导通电阻的测量。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的一种功率器件动态导通电阻测量装置电路结构图；

图2为本发明的一种功率器件动态导通电阻测量装置的钳位电路图；

图3为本发明的一种功率器件动态导通电阻测量装置的高压输入电源电路图；

图4为本发明的一种功率器件动态导通电阻测量装置的控制信号输入电路图；

图5为本发明的一种功率器件动态导通电阻测量装置的IC供电电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种功率器件动态导通电阻测量装置，如图1所示，包括：高压输入电源电路、电感组件、控制信号输入电路、钳位电路和待测功率器件；高压输入电源电路正极经由电感组件连接待测功率器件漏极；控制信号输入电路输出端连接待测功率器件栅极；待测功率器件漏极与源极之间连接钳位电路，待测功率器件源极连接高压输入电源电路的负极；基于电感组件调节获得漏源极电流；测量待测功率器件在通断状态下漏源极电压；基于漏源极电流和漏源极电压确定动态导通电阻。

上述技术方案的工作原理为：动态导通电阻是指器件在关断状态时被施加了高电压，再切换到开通状态时，器件的导通电阻暂时增加和最大漏极电流的减小动态；导通电阻对于功率器件的可靠和稳定运行至关重要，动态导通电阻的增加会降低功率器件的传导损耗并导致器件温度升高，因此对动态导通电阻的评估工作十分重要；本实施例包括：高压输入电源电路、电感组件、控制信号输入电路、钳位电路和待测功率器件；高压输入电源电路正极经由电感组件连接待测功率器件漏极；控制信号输入电路输出端连接待测功率器件栅极；待测功率器件漏极与源极之间连接钳位电路，待测功率器件源极连接高压输入电源电路的负极；基于电感组件调节获得漏源极电流；测量待测功率器件在通断状态下漏源极电压；基于漏源极电流和漏源极电压确定动态导通电阻。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过采用控制信号电感组件、输入电路和钳位电路测量并计算漏源极间电压与漏源极电流的比值得到待测功率器件的动态导通电阻，测试得到的导通电阻信号干扰明显减少，精确度更高。

在一个实施例中，如图2所示，所述钳位电路包括二极管D9、二极管D10、二极管D11、二极管D12、电阻R15、电阻R16；电阻R15、电阻R16并联后生成并联电阻组，该并联电阻组的一端与低压直流电源连接，该并联电阻组的另一端连接二极管D10的阳极；二极管D10的阴极连接二极管D9的阳极，二极管D9的阴极连接待测功率器件的漏极；二极管D11的阳极连接二极管D10的阴极；二极管D10的阴极连接二极管D12阴极，二极管D12阳极连接待测功率器件的源极；二极管D11的阴极连接二极管D10的阳极。

上述技术方案的工作原理为：钳位电路是将脉冲信号的某一部分固定在指定电压值上，并保持原波形形状不变的电路。钳位电路的作用是将周期性变化的波形的顶部或底部保持在某一确定的直流电平上；本实施例包括二极管D9、二极管D10、二极管D11、二极管D12、电阻R15、电阻R16；电阻R15、电阻R16并联后生成并联电阻组，该并联电阻组的一端与低压直流电源连接，该并联电阻组的另一端连接二极管D10的阳极；二极管D10的阴极连接二极管D9的阳极，二极管D9的阴极连接待测功率器件的漏极；二极管D11的阳极连接二极管D10的阴极；二极管D10的阴极连接二极管D12阴极，二极管D12阳极连接待测功率器件的源极；二极管D11的阴极连接二极管D10的阳极。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过钳位电路的设置，可以将输入的脉冲信号保持在某一确定的直流电平上，可以更好的实施动态电阻的测量。

在一个实施例中，当待测功率器件关断时，待测功率器件的漏源极电压为高压，二极管D9和二极管D10反向截止；当待测功率器件导通时，待测功率器件的漏源极电压≈_DS(on)为低压，二极管D9和二极管D10导通；通过示波器精确测量出二极管D10阳极电压V_a和阴极电压V_b；计算电压V_a和电压V_b的差值得到实时动态电压差值V_f；计算电压V_b和实时动态电压差值V_f的差值得到导通电压变化值；通过示波器电流探棒检测经过电阻R10的电流，得到待测功率器件的漏源极电流I_DS；通过公式计算得到待测功率器件的动态导通电阻值；其计算公式为：

上述技术方案的工作原理为：动态导通电阻测试实际上是测量待测功率器件在一段时间内的漏源极通态电压和漏源极电流；当待测功率器件关断时，待测功率器件的漏源极电压为高压，二极管D9和二极管D10反向截止；当待测功率器件导通时，待测功率器件的漏源极电压V_DS(on)为低压，二极管D9和二极管D10导通；通过示波器精确测量出二极管D10阳极电压V_a和阴极电压V_b；计算电压V_a和电压V_b的差值得到实时动态电压差值V_f；计算电压V_b和实时动态电压差值V_f的差值得到导通电压变化值；通过示波器电流探棒检测经过电阻R10的电流，得到待测功率器件的漏源极电流I_DS；通过公式计算得到待测功率器件的动态导通电阻值；其计算公式为：

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过测量漏源级电压和漏源级电流，并计算待测功率器件的动态导通电阻值，可以提高计算的精确度。

在一个实施例中，如图3所示，所述高压输入电源电路包括高压直流输入电源、保险丝F1、电解电容EC1、电容C1-C5；高压输入电源的正极接保险丝F1的正极，保险丝F1的负极接一电容组的正极，该电容组由电解电容EC1、电容C1-C5并联组成，该电容组的负极连接高压输入电源的负极；保险丝F1和该电容组用于根据待测功率器件电阻的大小进行滤波。

上述技术方案的工作原理为：滤波器可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分；利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声；本实施例利用电阻和电容组进行滤波，具体包括高压输入电源、保险丝F1、电解电容EC1、电容C1-C5；高压输入电源的正极接保险丝F1的正极，保险丝F1的负极接一电容组的正极，该电容组由电解电容EC1、电容C1-C5并联组成，该电容组的负极连接高压输入电源的负极；保险丝F1和该电容组用于根据待测功率器件电阻的大小进行滤波。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过采用电阻和电容组进行滤波可以使信号中特定的频率成分通过，衰减其他频率成分，滤除干扰噪声，有利于获得特定频率的电压。

在一个实施例中，所述电感组件包括限流电阻、二极管D1和电感L1；所述高压输入电源电路的正极经保险丝F1后，连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接限流电阻的一端，限流电阻的另一端连接连接待测功率器件的漏极；电感L1的一端连接二极管D1的阴极，电感L1的另一端连接待测功率器件的漏极。上述技术方案的工作原理为：电感是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁通，导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。当电感中通过直流电流时，其周围只呈现固定的磁力线，不随时间而变化；当在线圈中通过交流电流时，其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。根据法拉第电磁感应定律磁生电来分析，变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势，此感应电势相当于一个新电源，当形成闭合回路时，此感应电势就要产生感应电流。当电感线圈接到交流电源上时，线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着，致使线圈不断产生电磁感应；电感量是一个与线圈的圈数、大小形状和介质有关的一个参量；本实施例包括所述电感组件包括限流电阻、二极管D1和电感L1；所述高压输入电源电路的正极经保险丝F1后，连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接限流电阻的一端，限流电阻的另一端连接连接待测功率器件的漏极；电感L1的一端连接二极管D1的阴极，电感L1的另一端连接待测功率器件的漏极。上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过接入电感组件进行滤波后，可以减小负载电流及电压的脉动，使电压的波形变得平滑，并可以增大待测功率器件的导通角。

在一个实施例中，如图4所示，所述控制信号输入电路，包括脉冲宽度调制信号发生器、电阻R2、电容C8、隔离式驱动器U1；所述脉冲宽度调制信号发生器的发射端经过电阻R2和电容C8滤波后，连接隔离驱动器U1；隔离驱动器U1连接待测功率器件；电阻R2的另一端连接电容C8的阳极，电容C8的阴极与隔离驱动器U1连接。

上述技术方案的工作原理为：PWM信号指脉冲宽度调制；脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变；具体是通过改变脉冲宽度来实现不同的效果；隔离器件允许数据和电力在高压和低压单元之间传输，同时可以防止任何危险的直流电或不受控制的瞬态电流从电网中流出。通过将隔离器与高速栅极驱动器集成在一起，可以实现强大的隔离功能。栅极驱动器提供基本隔离、功能隔离和增强型隔离，可通过来自控制器IC的低功率输入，为待测功率器件生成合适的高电流栅极驱动；本实施例所述控制信号输入电路，包括脉冲宽度调制信号发生器、电阻R2、电容C8、隔离式驱动器U1；所述脉冲宽度调制信号发生器的发射端经过电阻R2和电容C8滤波后，连接隔离驱动器U1；隔离驱动器U1连接待测功率器件；电阻R2的另一端连接电容C8的阳极，电容C8的阴极与隔离驱动器U1连接。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过采用脉冲宽度调制信号输入电路并通过隔离驱动器来驱动待测功率器件，可以通过不同的脉冲宽度信号，改变待测功率器件上电压的大小，为动态导通电阻的测量提供数据依据；通过采用隔离式栅极驱动器可以用来简化系统结构，简化拓扑的设计，提高测量的便捷性。

在一个实施例中，如图5所示，还包括IC供电电路，用于为所述隔离式驱动器U1进行供电；所述IC供电电路包括IC供电电源、电容C10、电容C11、电容C12、电容C14、共模电感L2、隔离电源U3；IC供电电源的正极连接第一电容组的正极，该第一电容组由电容C10、电容C11并联组成，该第一电容组的负极连接IC供电电源的负极；该第一电容组与共模电感L2连接后，通过电容C12滤波后，连接隔离电源U3；隔离电源U3通过电容C14滤波后，为隔离驱动器U1供电。

上述技术方案的工作原理为：还包括IC供电电路，用于为所述隔离式驱动器U1进行供电；所述IC供电电路包括IC供电电源、电容C10、电容C11、电容C12、电容C14、共模电感L2、隔离电源U3；IC供电电源的正极连接第一电容组的正极，该第一电容组由电容C10、电容C11并联组成，该第一电容组的负极连接IC供电电源的负极；该第一电容组与共模电感L2连接后，通过电容C12滤波后，连接隔离电源U3；隔离电源U3通过电容C14滤波后，为隔离驱动器U1供电。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过IC供电电路可以保证栅极驱动器U1电源供电的可靠和稳定运行。

在一个实施例中，所述脉冲宽度调制信号发生器还接有反馈补偿电路，根据所述反馈补偿电路提供的反馈信号，调节脉冲宽度调制信号的占空比。

上述技术方案的工作原理为：反馈是把放大电路的输出量的一部分或全部，通过反馈网络以一定的方式又引回到放大电路的输入回路中去，以影响电路的输入信号作用的过程；通过反馈补偿电路可起到稳定放大电路的作用；本实施例脉冲宽度调制信号发生器还接有反馈补偿电路，根据所述反馈补偿电路提供的反馈信号，调节脉冲宽度调制信号的占空比。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过反馈补偿电路的反馈补偿信号，可以稳定开关电源系统的输出，提高系统的抗千扰能力。

在一个实施例中，还包括待测功率器件温度过热降温装置；所述待测功率器件温度过热降温装置包括温度传感器、温度控制器、半导体制冷器和计时器；所述温度传感器与待测功率器件相连；所述温度控制器、计时器和半导体制冷器依次相连后与待测功率器件相连；所述温度传感器，用于测量待测功率器件的温度，所述温度控制器用于接收温度传感器的温度数据，并产生控制信号，控制计时器和半导体制冷器对待测功率器件进行降温；

当温度控制器接收到的温度数据超出预设的温度范围上限值时，生成温度控制信号；控制计时器按照预设的第一时间周期开启倒计时，并控制所述半导体制冷器工作；

当计时器结束工作时，通过温度传感器再次采集待测功率器件的温度；当所述温度达到预设的温度范围内时，结束测温操作；当所述温度未达到预设的温度范围内时，继续通过温度控制器，控制计时器按照预设的第二时间周期开启倒计时，并控制所述半导体制冷器工作，直至温度达到预设的温度范围内为止。

上述技术方案的工作原理为：待测功率器件的温度是测量过程中需要考虑的重要指标，如温度过高，则会影响测量的精度，为此，必须保证待测功率器件处于合理的范围内，需要一种温度过热降温装置；本实施例包括温度传感器、温度控制器、半导体制冷器和计时器；所述温度传感器与待测功率器件相连；所述温度控制器、计时器和半导体制冷器依次相连后与待测功率器件相连；所述温度传感器，用于测量待测功率器件的温度，所述温度控制器用于接收温度传感器的温度数据，并产生控制信号，控制计时器和半导体制冷器对待测功率器件进行降温；

当温度控制器接收到的温度数据超出预设的温度范围上限值时，生成温度控制信号；控制计时器按照预设的第一时间周期开启倒计时，并控制所述半导体制冷器工作；

当计时器结束工作时，通过温度传感器再次采集待测功率器件的温度；当所述温度达到预设的温度范围内时，结束测温操作；当所述温度未达到预设的温度范围内时，继续通过温度控制器，控制计时器按照预设的第二时间周期开启倒计时，并控制所述半导体制冷器工作，直至温度达到预设的温度范围内为止。

不同类型待测功率器件在不同应用条件下的动态导通电阻表现规律不尽相同，在选取功率器件时，有必要提前针对所选器件进行损耗计算和系统散热设计，可以避免在实际应用中因为动态导通电阻表现不好带来的额外损耗问题；单体增强型功率器件受动态导通电阻现象影响比较突出，在高断态电压应力、高频和硬开关条件下，动态导通电阻出现大幅增加，通态损耗也会随之突增；由于动态导通电阻现象的直接影响量就是器件的导通电阻，因此在计算器件的通态损耗时便不能参考数据手册中标注的导通电阻定值，需要根据不同器件的导通电阻随实际应用条件的变化提出新的通态损耗计算方式；本实施例提出一种计算方法，其计算公式为：

上式中，

为待测功率器件考虑动态导通电阻现象后的通态损耗；T_α为开关周期时长；t为开关周期时长内的时刻；0<t<WT_α；W为占空比，I_on为待测功率器件导通时流经待测功率器件的电流；R_on为待测功率器件导通时间内的电阻为；h_on为考虑动态导通电阻现象后导通电阻值的增加系数；通过上式计算得到的动态功率器件通态损耗计算结果较传统计算结果更加准确，对电路系统的效率优化和散热设计具有参考作用。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过温度过热降温装置，可以保证待测功率器件处于合适的温度范围内，有利于测量数据的精准程度。通过考虑动态导通电阻带来的额外损耗，并通态损耗，可以提高动态功率器件通态损耗计算结果的准确性，对电路系统的效率优化和散热设计具有指导意义。

在一个实施例中，还包括参数调整测试确定模块，用于对动态导通电阻正式测量前，对影响待测功率器件导通电阻的相关参数进行测试，从而选出需要重要调整的参数；所述参数调整测试确定模块包括测试参数选定单元、测试参数筛选单元、测试参数调整值确定单元；

所述测试参数选定单元，用于将断态电压应力、断态电压应力持续时间、负载电流、开关频率和占空比作为待测功率器件导通电阻测量过程中的测试参数；

所述测试参数筛选单元，用于按照预设的参数变动数值，以及设定的测试次数，依次改变测试参数的数值，获得相对应的导通电阻的数值；根据所述导通电阻的数值的变化幅度，筛选出对导通电阻数值影响最大的参数；

所述测试参数调整值确定单元，对筛选出的参数设定若干调整数值，所述调整数值包括基准值、幅度调整上限值和幅度调整下限值、幅度调整值，依据所述调整数值进行导通电阻的测量。

上述技术方案的工作原理为：还包括参数调整测试确定模块，用于对动态导通电阻正式测量前，对影响待测功率器件导通电阻的相关参数进行测试，从而选出需要重要调整的参数；所述参数调整测试确定模块包括测试参数选定单元、测试参数筛选单元、测试参数调整值确定单元；

所述测试参数选定单元，用于将断态电压应力、断态电压应力持续时间、负载电流、开关频率和占空比作为待测功率器件导通电阻测量过程中的测试参数；

所述测试参数筛选单元，用于按照预设的参数变动数值，以及设定的测试次数，依次改变测试参数的数值，获得相对应的导通电阻的数值；根据所述导通电阻的数值的变化幅度，筛选出对导通电阻数值影响最大的参数；

所述测试参数调整值确定单元，对筛选出的参数设定若干调整数值，所述调整数值包括基准值、幅度调整上限值和幅度调整下限值、幅度调整值，依据所述调整数值进行导通电阻的测量。

上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过在测量工作开始前对影响动态电阻变化的相关参数进行测试，可以选择合理的符合测量要求的参数，并对其进行合理调整，有利于提高测量的准确性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种功率器件动态导通电阻测量装置，其特征在于，包括：高压输入电源电路、电感组件、控制信号输入电路、钳位电路和待测功率器件；高压输入电源电路正极经由电感组件连接待测功率器件漏极；控制信号输入电路输出端连接待测功率器件栅极；待测功率器件漏极与源极之间连接钳位电路，待测功率器件源极连接高压输入电源电路的负极；基于电感组件调节获得漏源极电流；测量待测功率器件在通断状态下漏源极电压；基于漏源极电流和漏源极电压确定动态导通电阻。

2.根据权利要求1所述的一种功率器件动态导通电阻测量装置，其特征在于，所述钳位电路包括二极管D9、二极管D10、二极管D11、二极管D12、电阻R15、电阻R16；电阻R15、电阻R16并联后生成并联电阻组，该并联电阻组的一端与低压直流电源连接，该并联电阻组的另一端连接二极管D10的阳极；二极管D10的阴极连接二极管D9的阳极，二极管D9的阴极连接待测功率器件的漏极；二极管D11的阳极连接二极管D10的阴极；二极管D10的阴极连接二极管D12阴极，二极管D12阳极连接待测功率器件的源极；二极管D11的阴极连接二极管D10的阳极。

3.根据权利要求2所述的一种功率器件动态导通电阻测量装置，其特征在于，当待测功率器件关断时，待测功率器件的漏源极电压为高压，二极管D9和二极管D10反向截止；当待测功率器件导通时，待测功率器件的漏源极电压V_DS(on)为低压，二极管D9和二极管D10导通；通过示波器精确测量出二极管D10阳极电压V_a和阴极电压V_b；计算电压V_a和电压V_b的差值得到实时动态电压差值V_f；计算电压V_b和实时动态电压差值V_f的差值得到导通电压变化值；通过示波器电流探棒检测经过电阻R10的电流，得到待测功率器件的漏源极电流I_DS；通过公式计算得到待测功率器件的动态导通电阻值；其计算公式为：

4.根据权利要求1所述的一种功率器件动态导通电阻测量装置，其特征在于，所述高压输入电源电路包括高压直流输入电源、保险丝F1、电解电容EC1、电容C1-C5；高压输入电源的正极接保险丝F1的正极，保险丝F1的负极接一电容组的正极，该电容组由电解电容EC1、电容C1-C5并联组成，该电容组的负极连接高压输入电源的负极；保险丝F1和该电容组用于根据待测功率器件电阻的大小进行滤波。

5.根据权利要求4所述的一种功率器件动态导通电阻测量装置，其特征在于，所述电感组件包括限流电阻、二极管D1和电感L1；所述高压输入电源电路的正极经保险丝F1后，连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接限流电阻的一端，限流电阻的另一端连接连接待测功率器件的漏极；电感L1的一端连接二极管D1的阴极，电感L1的另一端连接待测功率器件的漏极。

6.根据权利要求1所述的一种功率器件动态导通电阻测量装置，其特征在于，所述控制信号输入电路，包括脉冲宽度调制信号发生器、电阻R2、电容C8、隔离式驱动器U1；所述脉冲宽度调制信号发生器的发射端经过电阻R2和电容C8滤波后，连接隔离驱动器U1；隔离驱动器U1连接待测功率器件；电阻R2的另一端连接电容C8的阳极，电容C8的阴极与隔离驱动器U1连接。

7.根据权利要求6所述的一种功率器件动态导通电阻测量装置，其特征在于，还包括IC供电电路，用于为所述隔离式驱动器U1进行供电；所述IC供电电路包括IC供电电源、电容C10、电容C11、电容C12、电容C14、共模电感L2、隔离电源U3；IC供电电源的正极连接第一电容组的正极，该第一电容组由电容C10、电容C11并联组成，该第一电容组的负极连接IC供电电源的负极；该第一电容组与共模电感L2连接后，通过电容C12滤波后，连接隔离电源；隔离电源U3通过电容C14滤波后，为隔离驱动器U1供电。

8.根据权利要求6所述的一种功率器件动态导通电阻测量装置，其特征在于，所述脉冲宽度调制信号发生器还接有反馈补偿电路，根据所述反馈补偿电路提供的反馈信号，调节脉冲宽度调制信号的占空比。

9.根据权利要求1所述的一种功率器件动态导通电阻测量装置，其特征在于，还包括待测功率器件温度过热降温装置；所述待测功率器件温度过热降温装置包括温度传感器、温度控制器、半导体制冷器和计时器；所述温度传感器与待测功率器件相连；所述温度控制器、计时器和半导体制冷器依次相连后与待测功率器件相连；所述温度传感器，用于测量待测功率器件的温度，所述温度控制器用于接收温度传感器的温度数据，并产生控制信号，控制计时器和半导体制冷器对待测功率器件进行降温；

当温度控制器接收到的温度数据超出预设的温度范围上限值时，生成温度控制信号；控制计时器按照预设的第一时间周期开启倒计时，并控制所述半导体制冷器工作；

当计时器结束工作时，通过温度传感器再次采集待测功率器件的温度；当所述温度达到预设的温度范围内时，结束测温操作；当所述温度未达到预设的温度范围内时，继续通过温度控制器，控制计时器按照预设的第二时间周期开启倒计时，并控制所述半导体制冷器工作，直至温度达到预设的温度范围内为止。

10.根据权利要求1所述的一种功率器件动态导通电阻测量装置，其特征在于，还包括参数调整测试确定模块，用于对动态导通电阻正式测量前，对影响待测功率器件导通电阻的相关参数进行测试，从而选出需要重要调整的参数；所述参数调整测试确定模块包括测试参数选定单元、测试参数筛选单元、测试参数调整值确定单元；

所述测试参数选定单元，用于将断态电压应力、断态电压应力持续时间、负载电流、开关频率和占空比作为待测功率器件导通电阻测量过程中的测试参数；

所述测试参数筛选单元，用于按照预设的参数变动数值，以及设定的测试次数，依次改变测试参数的数值，获得相对应的导通电阻的数值；根据所述导通电阻的数值的变化幅度，筛选出对导通电阻数值影响最大的参数；

所述测试参数调整值确定单元，对筛选出的参数设定若干调整数值，所述调整数值包括基准值、幅度调整上限值和幅度调整下限值、幅度调整值，依据所述调整数值进行导通电阻的测量。

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